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可靠的网格作业调度机制

计算机应用 2010年第8期30卷 2066-2069页

作者：陶永才石磊郑州大学信息工程学院郑州450001

针对网格环境的动态性特征,提出了一种可靠的网格作业调度机制(DGJS)。按照作业完成时间期限,DGJS将作业分为:高QoS级、低QoS级和无QoS级,不同QoS级作业有不同的调度优先权;基于资源可用性预测,DGJS采用基于可靠性代价的作业调度策略,... 详细信息

针对网格环境的动态性特征,提出了一种可靠的网格作业调度机制(DGJS)。按照作业完成时间期限,DGJS将作业分为:高QoS级、低QoS级和无QoS级,不同QoS级作业有不同的调度优先权;基于资源可用性预测,DGJS采用基于可靠性代价的作业调度策略,将作业尽可能调度到可靠性高的资源节点;另外,DGJS对不同QoS级作业采用不同的容错策略,在保证故障容错的同时,节省网格资源。实验表明:在动态的网格环境下,较之传统的网格作业调度算法,DGJS提高了作业成功率,减少了作业完成时间。

关键词：作业调度网格资源故障容错马尔可夫链

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故障场景下的边缘计算DAG任务重调度方法

计算机科学 2021年第10期48卷 334-342页

作者：蔡凌峰魏祥麟邢长友邹霞张国敏陆军工程大学指挥控制工程学院南京210007 国防科技大学第六十三研究所南京210007

边缘计算将计算和存储资源部署在靠近数据源的网络边缘,并高效调度用户卸载的任务,从而极大地提升了用户的服务体验(Quality of Experience,QoE)。但是,边缘计算缺乏可靠的基础设施保护,服务器节点或通信链路的突发故障可能会导致服务... 详细信息

边缘计算将计算和存储资源部署在靠近数据源的网络边缘,并高效调度用户卸载的任务,从而极大地提升了用户的服务体验(Quality of Experience,QoE)。但是,边缘计算缺乏可靠的基础设施保护,服务器节点或通信链路的突发故障可能会导致服务失败。为此,建立了边缘计算中的计算节点和通信链路故障模型,并针对依赖型用户任务的调度,提出了资源故障场景下的任务重调度算法DaGTR(Dependency-aware Greedy Task Rescheduling)。DaGTR包括两种子算法,即DaGTR-N和DaGTR-L,分别用于处理节点和链路故障事件。DaGTR能够感知任务的数据依赖关系,并基于贪心方法对所有受故障影响的用户任务进行重调度,以保证每个任务的成功执行。仿真结果显示,所提算法能够有效避免节点或链路故障导致的任务失败,提高了资源故障情况下任务的成功率。

关键词：边缘计算有向无环图任务调度资源故障

基于结构的一类适应资源变化的Petri网模型控制研究

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基于结构的一类适应资源变化的Petri网模型控制研究

作者：陈思言西安电子科技大学

学位级别：硕士

本课题的研究工作以自动化医学分析系统为研究对象和应用背景,在离散事件系统的层面上,从系统资源分配的角度展开研究。本文使用一般Petri网的一个子类,对系统资源数目可能发生变化的自动化医学分析系统进行建模,在逻辑层面上对系统行... 详细信息

本课题的研究工作以自动化医学分析系统为研究对象和应用背景,在离散事件系统的层面上,从系统资源分配的角度展开研究。本文使用一般Petri网的一个子类,对系统资源数目可能发生变化的自动化医学分析系统进行建模,在逻辑层面上对系统行为进行分析,并针对其运行过程中出现的死锁问题提出一种新的控制策略。本文完成的主要工作如下:1.对活性与比例控制器(Liveness and Ratio-enforcing Supervisor,LRS)进行了简化和添加策略分析。前人工作中提出的LRS控制策略是基于系统的固有结构和初始状态,通过添加控制库所限制共享资源的分配,从而避免了因进程间出现对资源的循环等待而导致的死锁问题。本文通过对受控系统的可达图进行分析,发现原有LRS控制器结构上存在冗余部分,进而可以通过移除部分连接弧来简化控制器结构;并且给出了简化后控制器基于抑制弧的等效表达形式。随后还分析了在满足何种条件下,简化的LRS控制器可使受控系统拥有更多许可行为。2.将简化的LRS控制器参数从常量推广为变量形式。将上述简化的LRS控制库所的初始标识设置为变量;根据控制器的控制机制建立其控制器参数(因变量)与所针对的资源库所初始标识(自变量)间的函数关系。当资源库所中标识发生变化时,控制库所中标识可跟随其增加或减少做出相应调整,从而实时监测资源的状态并对其做出合理分配,以实现一定程度上的自适应控制。3.提出一种可切换控制器的控制策略。该控制策略对于所研究的系统模型进行结构分析,对系统中全部资源均添加控制库所,然后从中选择一组控制效果最佳的控制库所进行实际控制,其余控制库所则处于备用的待机状态,且不影响当前系统行为。当系统出现故障导致某类资源数目持续减少到一定程度时,相应控制器可能因到达临界值而控制失效;此时应使其退出控制,同时将处于待机状态的备用控制器激活,使得系统仍然可以维持一定程度的运行。本文对所提出的控制方法与策略进行详细描述,列举了多个例子和相应数据进行说明;并使用Tina、INA、CPN-Tools等专业软件工具进行验证,初步展示了本文所提出的控制方法与策略的可行性和有效性。

关键词：自动化医学分析系统 Petri网资源故障死锁控制 LRS控制器

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卫星网络智能跨域资源联合调度技术研究

卫星网络智能跨域资源联合调度技术研究

作者：王怡昕西安电子科技大学

学位级别：硕士

卫星网络具有无缝覆盖、组网灵活、回程容量高等特征,它已成为6G的重要组成部分,被广泛应用于环境监测、应急通信、物联网等领域。随着One Web、Space X等星座工程的实施,现有卫星网络卫星数急剧增加,卫星服务领域逐步多样化。根据服务... 详细信息

卫星网络具有无缝覆盖、组网灵活、回程容量高等特征,它已成为6G的重要组成部分,被广泛应用于环境监测、应急通信、物联网等领域。随着One Web、Space X等星座工程的实施,现有卫星网络卫星数急剧增加,卫星服务领域逐步多样化。根据服务差异将卫星网络划分为多个功能域,如遥感域、通信域等,现有卫星网络呈现出多功能域共存的现状。多域共存的卫星网络中,不同域具有不同的业务种类和需求,卫星间的协作关系更加复杂,研究其资源调度策略至关重要,这直接关乎网络的传输性能。然而,在动态环境下,网络拓扑时刻变化,太阳能获取、信道条件等网络信息难以预测。因此,传统的静态优化算法不适用于求解此类问题,研究对动态环境具有适应性的资源调度算法是关键。其次,资源调度算法必须考虑各功能域的任务特征和需求,兼顾域内和跨域资源调度,形成环境适应性、多元任务包容性的资源调度策略。此外,卫星在轨期间存在资源类突发故障,影响网络性能。因而,资源调度算法需要在故障发生时灵活调整资源调度策略,降低故障对网络性能的影响。以上都是解决卫星网络资源调度问题面临的巨大挑战。针对上述挑战,本文围绕面向卫星网络的智能跨域资源联合调度问题展开研究。结合卫星网络所处环境特性及资源调度特点,首先研究面向动态环境的域内资源调度优化问题。在此基础上,考虑域间协作和卫星突发故障,设计跨域资源调度算法,进一步优化网络性能。为此,论文展开了如下工作:(1)针对资源调度过程中卫星网络所处的动态环境特性,提出资源时空演进模型。卫星网络处于动态变化的环境中,网络拓扑随时间变化,且太阳能获取、链路信道条件等也在发生着随机、不可预测的变化。为了刻画资源随时间、空间维度的转移规律,以及上述动态环境对资源调度过程的影响,本文提出资源时空演进模型,以适应卫星网络资源调度场景。(2)针对卫星协作的域内资源调度问题,面向动态环境研究具有适应性、时效性的资源调度方法。首先,基于多维资源动态性建模资源调度问题。一方面,资源调度的生效时间必须与资源状态时间变化梯度匹配。另一方面,资源调度算法必须摆脱传统静态优化算法受统计特征和全局统计数据限制的困境。接着,本文利用深度强化学习框架,定义状态、行为与奖励等要素,以最大化卫星网络下传至地面站的长期数据量为目标,提出域内资源调度算法。仿真结果说明,所提算法能适应动态变化的环境,及时制定高效的星间协作资源调度方案,提升卫星网络下传至地面站的数据量。(3)针对在轨卫星突发故障影响网络性能,部分域资源与需求不匹配的问题,本文研究面向突发故障的智能跨域资源调度方法。首先,建立故障模型和任务模型,基于此定义资源演进模型。然后,以最大化卫星网络的任务完成数为优化目标,设计跨域资源调度算法,通过域间协同平衡各功能域的资源和业务需求。同时,在突发资源故障时能快速进行资源重构,提升整网传输性能。仿真结果说明,所提算法能指导高效的域内、跨域星间协作资源调度,在故障突发时合理进行资源重构,提升卫星网络的任务完成数。

关键词：卫星网络资源故障动态资源调度资源重构深度强化学习

面向资源Petri网的自动制造系统死锁预防

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计算机系统应用 2023年第11期32卷 95-107页

作者：卢雪芹刘伟山东科技大学计算机科学与工程学院青岛266590

在自动制造系统(automated manufacturing systems,AMSs)中,死锁是一个急需解决的问题,其主要由资源的循环等待造成.为了解决该问题,本文首先基于面向资源Petri网(resource-oriented Petri nets,ROPNs)的特征,建立特殊资源标记图(special resource marked graphs,SRMGs).其次,在SRMGs中建立死锁与饱和回路之间的关系.最后通过为一些特殊回路添加控制器,阻止系统出现不安全标记.考虑到资源故障问题,为危险库所添加资源缓冲子网,保证需要故障资源的零件不会阻塞其他零件的持续生产.相比现有的控制器,本文的监督控制器具有控制开关,其通过实时改变控制库所的容量可以允许更多安全标记发生.

关键词：自动制造系统面向资源Petri网资源故障饱和回路危险库所